Različite metode rezanja strojeva za lasersko rezanje

Lasersko rezanje je beskontaktna metoda obrade s visokom energijom i dobrom kontrolom gustoće. Laserska mrlja velike gustoće energije nastaje nakon fokusiranja laserskog snopa, koji ima mnoge karakteristike kada se koristi za rezanje. Postoje četiri različita načina laserskog rezanja za rješavanje različitih situacija.

1. Rezanje talinom 

Kod laserskog rezanja topljenjem, rastopljeni materijal se izbacuje pomoću strujanja zraka nakon lokalnog topljenja obratka. Budući da se prijenos materijala događa samo u tekućem stanju, ovaj proces se naziva lasersko rezanje taljenjem.
Laserski zrak s inertnim plinom za rezanje visoke čistoće čini da rastopljeni materijal napusti prorez, dok sam plin nije uključen u rezanje. Rezanje laserskim topljenjem može postići veću brzinu rezanja od rezanja pri gasifikaciji. Energija potrebna za rasplinjavanje obično je veća od energije potrebne za topljenje materijala. Kod laserskog rezanja topljenjem laserski zrak se samo djelomično apsorbira. Maksimalna brzina rezanja raste s povećanjem laserske snage, a smanjuje se gotovo obrnuto s povećanjem debljine ploče i temperature taljenja materijala. U slučaju određene snage lasera, ograničavajući faktor je tlak zraka u prorezu i toplinska vodljivost materijala. Za materijale od željeza i titana laserskim rezanjem taline mogu se dobiti oksidacijski zarezi. Za čelične materijale, gustoća snage lasera je između 104w / cm2 i 105W / cm2.

2. Rezanje isparavanjem

U procesu rezanja laserskim rasplinjavanjem, brzina površinske temperature materijala raste do temperature ključanja tako je velika da može izbjeći topljenje uzrokovano provođenjem topline, pa neki materijali isparavaju u paru i nestaju, a neki se materijali otpuhuju iz dno reznog šava pomoću pomoćnog toka gasa kao izbacivanje. U ovom slučaju potrebna je vrlo velika snaga lasera.

Kako se spriječilo kondenziranje pare materijala na prorezu, debljina materijala ne smije biti mnogo veća od promjera laserskog snopa. Stoga je ovaj postupak prikladan samo za primjene gdje se mora izbjeći uklanjanje rastopljenih materijala. Zapravo, postupak se koristi samo u vrlo malom području upotrebe legura na bazi željeza.

Postupak se ne može koristiti za materijale kao što su drvo i neka keramika, koji nisu u rastaljenom stanju i malo je vjerojatno da će dopustiti da se pare materijala rekombiniraju. Osim toga, ovi materijali obično moraju postići deblji rez. Kod laserskog rezanja rasplinjavanjem optimalno fokusiranje snopa ovisi o debljini materijala i kvaliteti snopa. Snaga lasera i toplina isparavanja imaju samo određeni utjecaj na optimalnu žarišnu poziciju. Maksimalna brzina rezanja obrnuto je proporcionalna temperaturi rasplinjavanja materijala kada je debljina ploče fiksirana. Potrebna gustoća snage lasera veća je od 108 W / cm2 i ovisi o materijalu, dubini rezanja i položaju fokusa snopa. U slučaju određene debljine ploče, pod pretpostavkom da ima dovoljno snage lasera, maksimalna brzina rezanja ograničena je brzinom mlaza plina.

3.Kontrolirano rezanje loma

Za krhke materijale koji se lako mogu oštetiti toplinom, rezanje velikom brzinom i kontrolirano zagrijavanjem laserskim zrakom naziva se kontrolirano rezanje loma. Glavni sadržaj ovog procesa rezanja je: laserski zrak zagrijava malu površinu lomljivog materijala, što uzrokuje veliki toplinski gradijent i ozbiljne mehaničke deformacije u ovom području, što dovodi do stvaranja pukotina u materijalu. Sve dok se održava ujednačeni gradijent zagrijavanja, laserski zrak može usmjeravati stvaranje pukotina u bilo kojem željenom smjeru.

4. Oksidacijsko taljenje (lasersko rezanje plamenom)

Općenito, inertni plin se koristi za taljenje i rezanje. Ako se umjesto toga koristi kisik ili drugi aktivni plin, materijal će se zapaliti pod zračenjem laserskog snopa, a drugi će izvor topline nastati zbog intenzivne kemijske reakcije s kisikom radi daljnjeg zagrijavanja materijala, što se naziva oksidacijskim taljenjem i rezanjem .

Zbog tog učinka, brzina rezanja konstrukcijskog čelika iste debljine može biti veća od brzine rezanja pri taljenju. S druge strane, kvaliteta reza može biti lošija od rezanja talinom. Zapravo, proizvest će šire proreze, očitu hrapavost, povećanu zonu utjecaja topline i lošiju kvalitetu rubova. Lasersko rezanje plamenom nije dobro u obradi preciznih modela i oštrih uglova (postoji opasnost od opekotina oštrih uglova). Laseri s impulsnim načinom rada mogu se koristiti za ograničavanje toplinskih učinaka, a snaga lasera određuje brzinu rezanja. U slučaju određene snage lasera, ograničavajući faktor je opskrba kisikom i toplinska vodljivost materijala.


Vrijeme objave: 21. decembar 2020